线框造型

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第二章CADCAM基础知识

第一节 CAD基础
（二）、曲面造型
（2） B样条曲线：对已知的n+1个控制点Pi(i=0,1,…,n)，k
阶(k-1次)B样条曲线的表达式为：P(u)
n
PiBi,k
(u)
i0
其中Bi,k(u)称为基函数，其表达式为：
Bi,1(u)
1
0
ui u ui1 u ui,u ui1
Bi,k
(u)
(u
ui )Bi,k1(u) uik ui
第一节 CAD基础
二、几何造型
几何造型也称几何建模。它是通过计算机表示、控制分析和输出几何实体的一种技术。
具体地讲，它是以计算机能够理解的方式，对实体进行确切的定义及数学描述，再以一定的数据结构形式在计算机内部构造这种描述，用以建立该实体的模型。
第一节 CAD基础
二、几何造型
产品的设计与制造涉及到产品的几何形状的描述、结构的分析、工艺设计、加工仿真等方面的技术，其中几何形状的定义与描述是其它部分的基础，为诸如结构分析、工艺设计及加工提供基本数据。
(uik1 u)Bi1,k1(u) uik1 ui1
(k 0)
式中u i是节点值，非递减的参数u序列U=[u 0，u 1，…，
u n+k ]称为节点矢量。
第一节 CAD基础
（二）、曲面造型
B样条曲线的特点：B样条曲线除了具有Bézier曲线的凸包性、几何不变性、可分割性的特点外，还具有局部性，即k阶B样条曲线上的一点，只被相邻的k个控制顶点所控制，与其它控制顶点无关，也就是说当移动一个控制顶点时B样条曲线某一段的形状会发生变化，而曲线其它部分的形状没有变化。这点与Bézier曲线不同。
来说，轮廓线与棱线一致，较能清晰反映实体的真实形状，但对于曲

三维几何建模技术

2.3 Pro/E软件的应用
表面表
顶点表
棱线表
2．常见曲面造型的形式
1) 2) 平面：由三点(或数条共面的边界曲线)定义的面。用初等函数描述几何形状的面：如球面、圆锥面等。
3)
直纹面(Ruled Surface)：一条直线的两端点沿两条导线分别匀速移动，其直线的轨迹所形成的面。导线由两条不同的空间曲线组成。此面可以表示无扭曲的曲面。
第2章三维几何建模技术
2.1 三维几何建模方法 2.2 机械零件的特征建模 2.3 Pro/E软件的应用
2.1 三维几何建模方法
2.1.1 几何建模概述 1.基本概念
2.几何建模过程
3.机械产品模型
2.1.2 造型原理
一ห้องสมุดไป่ตู้线框造型的原理与特点
1．线框造型的原理
利用基本线素(点、线)来表示一个三维物体。
1) 不完全性
2) 不一致性
二、曲面造型的原理与特点
1．曲面造型的原理
用平面、圆柱面、旋转表面等基本图素和用户自己定义的一些不规则曲面为辅助图素来表示的几何图形。把在线框模型中棱线所包围的部分再定义为面，便可构成表面模型，面是由首尾连接的线段以及所包围面的种类（平面、圆柱面等）定义的。
2．参数化设计的分类
(1)尺寸驱动系统尺寸驱动有时也称狭义参数化设计，它是一种静态的参数化设计．只考虑设计产品的尺寸约束及拓扑约束，以控制产品的尺寸与结构。常用于结构形状相同而尺寸不同的产品设计中，例如大量的标准件、标准夹具零件等已标准化或系列化的产品，以及齿轮、圆柱弹簧等结构确定的产品。 (2)变量化设计变量化设计是在设计过程中考虑所有的约束包括尺寸约束、拓扑约束和工程约束，在确定产品参数时，需要用含有约束方程的方程组联立求解。在包含有变量化设计的CAD系统内部，构造了几何参数模型、力学参数模型等包含各种约束的模型。变量化设计可以运用于公差分析、运动机构分析、优化设计、方案设计与选型等更广泛的工程设计领域。目前在一些专用的CAD／CAM系统设计、开发中常用此方法。

2.CAM建模技术!

x ' = x + Tx y ' = y + Ty
第二章 CAM建模技术 CAM建模技术
(2) 比例变换若点的x, y坐标分别乘以Sx和Sy，则可得到新的点P'(x', y')。
x ' = Sx x y ' = Sy y
第二章 CAM建模技术 CAM建模技术
(b) 规范化设备坐标系
(c) 设备坐标系
第二章 CAM建模技术 CAM建模技术
二. 计算机辅助图形处理技术的数学基础
1. 点的向量表示法
机图形学里，常将这个坐标值表示为一行两列的坐标矩阵 [ x y ] 的元素(行矢量)，或表示为两行一列的坐标矩阵 x 的元素(列矢 y 量)。在三维空间里，点可以表示为[ x 示 x 的元素(列矢量)。 y z 在二维空间中，一个点通常用它的两个坐标 ( x, y ) 表示。计算
a12 a22 a32 a42
a13 a23 a33 a43
a14 a24 a34 a44
第二章 CAM建模技术 CAM建模技术
三. 二维图形变换
1. 变换原理
对于线框图的变换，通常以点变换作为基础，把图形的一系列顶点作几何变换后，连接新的顶点系列即可产生新的图形。 (1) 平移变换 x-y平面上的点P(x, y)，分别在其坐标轴方向增加平移量Tx和Ty，可变换到新位置P'(x', y')。
y 1]T
第二章 CAM建模技术 CAM建模技术
组合变换的变换顺序问题十分重要。绕原点外任意一点Pr(x, y, 1)作顺时针旋转变换:
第二章 CAM建模技术 CAM建模技术

线框造型的名词解释

线框造型的名词解释在当代设计领域中，一个重要的概念是线框造型。

线框造型（Wireframe）指的是一个页面或应用程序的原始模型，用以展示其布局、结构和功能。

与真正的设计或视觉效果无关，线框造型注重于呈现用户界面的基本元素，以便人们可以更好地理解和评估设计目标。

本文将从不同角度解释和探讨线框造型的重要性、用途以及在设计过程中的作用。

一、线框造型的重要性线框造型在设计过程中起着至关重要的作用，它为设计师和团队提供了一个清晰的框架，使他们能够集中精力于用户体验和功能的设计。

通过线框造型，设计师可以更好地规划和组织用户界面，确保各个元素之间的逻辑关系和交互方式。

线框造型还帮助设计师与客户或团队之间实现更好的沟通，促进理解和共识的形成，从而更好地满足用户需求。

二、线框造型的用途1. 布局规划线框造型在设计初期被广泛用于布局规划。

它帮助设计者定义和安排页面的各个元素，如导航栏、内容块、按钮等。

通过线框造型，设计者可以快速尝试不同的布局方案，保证页面结构的合理性和可用性。

2. 功能演示线框造型还可以用来展示应用程序或网站的功能。

通过简单的图形和文字，设计师可以清晰地展示每个功能模块的位置和交互方式。

这有助于设计师和产品经理之间更好地对功能设计进行协调和沟通。

3. 用户导航流程线框造型在设计用户导航流程时非常有用。

通过在页面上绘制线框，设计师可以模拟用户点击和浏览页面的路径。

这有助于设计师更好地分析和优化用户体验，确保用户能够顺畅地完成各项任务。

4. 反馈和修订线框造型经常被用于收集用户反馈。

由于其简化的形式，用户可以更专注地提供意见和建议，并不会被真实的设计和视觉效果所干扰。

收集到的反馈可以帮助设计师迅速发现和解决问题，以提升最终产品的质量。

三、线框造型在设计过程中的作用线框造型在设计过程中起到了桥梁的作用。

它作为设计的基础，为后续的视觉设计和交互设计提供了方向和参考。

通过线框造型，设计团队能够聚焦于核心功能和用户体验，避免过早投入过多精力在细节设计上。

计算机图形学8

一般约定，边界面上任一点的法向指向物体外部。显然，这
是一种利用正则集合算子产生正则形体的直接方法。
16
8.2 常用形体的表示方式
8.2.3 实体的边界表示（Brep Boundary Representation）
前面已经讨论了用实体的边界表示一个实体的理论基础。这
里主要讨论边界表示正确性的检验及边界表示的数据结构。形体的边界表示就是用面、环、边、点来定义形体的位置和形状；是最成熟、无二义的表示法。实体的边界通常是由面的并集来表示，而每个面又由它所在的曲面的定义加上其边界来表示，面的边界是边的并集，而边又是由点来表示的。边界表示的一个重要特点是：描述形体的信息包括几何信息（Geometry）和拓扑信息（Topology）两个方面，拓扑信息描述形体上的顶点、边、面的连接关系，拓扑信息形成物体边界表示的“骨架”，形体的几何信息犹如附着在“骨架” 上的肌肉。例如形体的某个表面位于某一个曲面上，定义这一曲面方程的数据就是几何信息。此外，边的形状、顶点在三维空间中的位置（点的坐标）等都是几何信息，一般说来，几何信息描述形体的大小、尺寸、位置、形状等。
20
8.2 常用形体的表示方式
8.2.3 实体的边界表示
为了方便对形体的修改，还定义了两个辅助的操作：
11).semv(e1,v,e2)，将边e1分割成两段，生成一个新的点v和一条新的边e2 。 12).jekv(e1,e2)，合并两条相邻的边e1、e2，删除它们的公共端点。
8
8.2 常用形体的表示方式
8.2.1 实体的定义及正则形体
Voelcker及Requicha等基于点集拓扑的理论，认为：
三维空间中的物体是空间中点的集合。组成一个三维物体的点的集合可以分为内部点和边界点两部分。由内部点构成的点集的闭包就是正则集。三维空间中点集的正则集就是三维正则形体，即有效的实体。形象地说，正则形体是由其内部的点集及紧紧包这些点的表皮组成的。

几何造型基础

X
3. 实体造型
（3）边界表示法 B-rep 边界表示法B—Rep(Boundary Representation)是用实体的边界亦即若干封闭的面，平面或曲面来表示实体。其基本思想是：体是由面围成的封闭的几何体。这种表示模式在计算机图形学中有广泛的应用。 B-Rep的特点：含有面、边、顶点及其相互关系的信息，易于局部修改，计算量小。与零件的生成过程无联系，存贮量大。
几何信息：物体在空间的形状、尺寸及位置的描述；拓扑信息：构成物体的各个分量的数目及相互之间的连接关系
X
第
几何造型概述
4 页
几何造型的过程
X
第
几何造型概述

5 页
机械产品模型
几何信息、物理信息、功能信息、工艺信息
形状几何信息大小
几何模型
位置数目拓扑信息联系
X
第
几何造型概述
几何造型方法：
2-3-2 常用产品数据交换标准简介
（1）图形数据交换规范 IGES（Initial Graphics Exchange Specification）
42 页
由美国国家标准局（NBS）主持成立的由波音公司和通用电气公司参加的技术委员会于1980年编制出的初始图形信息交换技术规范。它开创了国际性的CAD／CAM技术的数据交换文件格式标准化工作。我国于 1993年 9月将 IGES 3.0 作为国家推荐标准。
第
27 页
X
3. 实体造型
（2）构造立体几何表示法CSG 特点：方法简单，与零件的生成过程相似，最终物体的几何信息要通过CSG结构推算出来，计算量大，其它表示法易于转为CSG结构，而CSG不易于转换为其它结构。

计算机辅助设计考试资料提供资料资料

9. MATLAB 表达式 3*2^3^2 的结果是_______ 。 10. 倘若要是对 x 进行赋值，从 5 到 25，间隔是 0.1,
192 x=5:0.1:25;
选择题（计算部分）
1. 如果 x=1: 2 : 8,则 x(1)和 x(4)分别是(B)
A．1，8 B．1, 7 C．2, 8 D．2, 7
9. bar 二维直方图 pie 二维饼图
10. zoom on 打开图形缩放模式 edit M 文件编辑 11. whos 对当前工作空间变量的信息进行列表
figure 生成图形窗口 12. cart2sph 直角坐标变为球坐标
pol2cart 极或柱坐标变为直角坐标 13. diff 数值差分、符号微分
、
、
。
13．产品的传统设计过程一般为：
、
、
、
、
、
、
、
、
。
14．从产品整个生命周期过程看，特征造型可分为
、
、
、
、
、
。
三、简答题 1．在 CAD 技术发展过程中大致可分为哪几个阶段？其中大发展阶段主要特色表现为什么？ 2．CAD 技术在工程中主要应用于哪些领域？（只需举出 5 个领域） 3．简述曲面造型的优缺点 4．分析图形变换矩阵 T 各子矩阵的作用。
2. 在 MATLAB 中下列数值的表示不正确的是（B）
A．+99 B．1.3e-5 C．2-3*e^2 D．3-2*pi
3. MATLAB 表达式 2*2^3^2 的结果是(A)
A．128 B．4096 C. 262144 D．256
4. 下列哪个变量的定义是不合法的（A）。
(A) abcd-3 (B) xyz_3 (C) abcdef (D) x3yz 5 .清空 Matlab 工作空间内所有变量的指令是（C）。

第二讲--2 工程设计集成分系统

了描述各个组成面素的信息的面表。即曲面是由哪些基
本曲线构成。
三．曲面生成方法
1.对于一般常用的曲面，可以采用几种简化曲面生成
的方法。
1)线性拉伸面(平移表面) 这是一种将某曲线，沿固定方向拉伸，而产生的曲面的方法。
2）直纹面
给定两条相似的NURBS曲线或其它曲线，
它们具有相等的次数，和相等的节点个数，将两条曲
线上的对应的节点用直线连接，就形成了直纹曲面。
3）旋转面
将指定的曲线，绕旋转轴，旋转一个
角度，所生成的曲面就是旋转曲面。
4）扫描面
扫描面构造方法很多，其中应用最多、最
有效的方法是沿导向曲线（也有称它为控制线）扫描
而形成曲面，它适用于创建有相同构形规律的表面。
5）边界曲面
在4条连接直线或多义线间建立一个三维表面
2 工程设计集成分系统
CIMS工程设计集成分系统(CIMS／EDIS) 是指用计算机辅助产品设计、制造准备及产品性能测试等产品开发各过程的系统。随着计算机应用日益广泛，在EDIS中也相继出现了多个计算机辅助子系统，包括计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工艺规程制定(CAPP)和计算机辅助加工制造及监控 (CAM)。
（5）软件设计技术如窗口界面设计、软件工具、软件工程规范等。近十多年来，由于先进制造技术的快速发展，带动了先进设计技术的同步发展，使传统CAD技术有了很大的扩展，将这些扩展的CAD技术总称为“现代CAD技术”。
值得指出的是：不应该将CAD与计算机绘图、计算机图形学混淆起来。计算机绘图的内涵；计算机绘图是使用图形软件和硬件进行绘图及有关标注的一种方法和技术，以摆脱繁重的手工绘图为其主要目标。计算机图形学（computer graphics，CG）的内涵：计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为图形，并在专用设备上显示的原理、方法和技术的科学. CG的研究内容有以下四个方面：

cadcam4

线框造型的应用
线框造型主要用于二维绘图。在其它的建模过程中，快速显示某些中间结果。在许多CAD／CAM系统中将此种模式作为表
面造型与实体造型的辅助工具。
4.2 表面造型
表面造型是在线框造型基础上发展起来的、利用形体表面描述物体形状的造型方法。
它通过有向棱边构成形体的表面，用面的集合表达相应的形体。
交算法可以归为C（5，2）+ 5=15种。
布尔运算过程
(1)求交：参与运算的一个形体的各拓扑元素求交，求交的顺序采用低维元素向高维元素进行。用求交结果产生的新元素（维数低于参与求交的元素）对求交元素进行划分，形成一些子元素。这种经过求交步骤之后，每一形体产生的子拓扑元素的整体相对于另一形体有外部、内部、边界上的分类关系。
CSG法的数据结构
一部分是连接体素以及由集合运算和几何变换所生成子形体的二叉树的数据结构；
另一部分是描述这些体素位置和几何形状的数值参数。
CSG法的优点
(1)数据结构比较简单，信息量小，易于管理； (2)每个CSG都和一个实际的有效形体相对应； (3)CSG可方便地转换成边界表示； (4)CSG树纪录了形体的生成过程，可修改形体生
操作比较复杂，要求操作者具备曲面建模的数学知识。
4.3 实体造型
4.3.1 基本概念 4.3.2 形体的表示模式 4.3.3 两大几何造型平台 4.3.4 实体造型技术
4.3.1 基本概念
形体的信息结构
形体在计算机内通常采用五层信息结构来定义，如果考虑形体的外壳，则为六层结构
形体的拓扑结构
(1)体体是由封闭表面围成的有效空间。一个形体是欧氏三维空间 (R3) 中非空、有界的封闭子集，其边界是有限个面的并集。

三维计算机辅助设计教程1第一章三维造型技术概述

绪论（三维造型技术概述）
典型的计算机辅助造型设计软件介绍
3. AutoCAD AutoCAD是Autodesk公司开发的，用途最为广泛的计算机辅助设计软件。 AutoCAD的功能非常健全，使用容易，用户一旦学会了程序命令和菜单结构，就很快的完成了手工所不能完成或是干起来非常琐碎的工作。另外， AutoCAD的性能由庞大的第三方的工作而得到进一步增强。 AutoCAD自身只提供了一些程序，使特殊的用户能对基本的AutoCAD进行改造工作。目前，国内的许多机械设计、建筑设计的中文版专业软件的内核都是 AutoCAD 。 AutoCAD最大的优势是绘制工程制图。除此而外， AutoCAD三维建模的能力也相当强，除了双曲面、倒角难做外，构建任何形体都很方便。 AutoCAD还有一个特点就是具有广泛的兼容性，其文件格式除本身的外，格式几乎是所有软件都能接受的通用格式，为设计师在混合使用软件时，提供了广泛的交流性。
光影的模拟是产生场景真实感的重要手段，精心设计的灯光效果无疑会使场景更生动、更富表现力。计算机里灯光的类型一般有点光、管状光、聚光、平行光等。
定义三维模型表面的材质效果可以产生逼真的质感及表面肌理图案，在材质编辑模块中，可通过改变材质的颜色、纹理、反光特性、透明特性、发光特性、反射特性等来模拟现实生活中的各种材质。
绪论（三维造型技术概述）
计算机辅助造型设计的概念和意义
计算机辅助设计（Computer Aided Design，简称CAD），是由计算机来完成产品设计中的数据计算、几何分析、产品模拟、图纸绘制、编制技术文件等工作。
计算机辅助三维造型设计是设计人员借助计算机辅助设计系统提供的图形终端或工作站及其软件描述所设计产品的形状、结构、大小以及模拟在光线照射下表面的色彩、明暗和纹理等，它以提高效率、增强设计的科学性与可靠性、适应信息化社会的生产方式为目的。

CATIA_培训教程(GSD)

CATIA培训教程（GSD模块） 11
第二篇车身设计常用命令详解——Point
A、点的生成（Point）详解
车身科
在CATIA V5中，生成点的步骤为：选择生成点的类型（Point type）；输入相应参数；点击OK按钮，生成点。其中，点的类型有以下几种：
1.
坐标点（Coordinates）：它用于生成相对于参考点（Reference point）来指定x、y、z坐标值的点。系统默认参考点为坐标原点，也可以自行指定参考点。
第二篇车身设计常用命令详解——Line
B、直线的生成（Line）详解
在CATIA V5中提供了多种生成直线的方法。如果指定支撑面，最后生成的直线会被投影到支撑面上。 1. 通过两点生成直线（Point-Point）：该方法用于生成两点（Point1、Point2）间的直线。通过点和方向生成直线（Point-Direction）：该方法用于生成通过一点（Point）并与指定方向（Direction）平行的直线。
CATIA培训教程（GSD模块） 3
第一篇 GSD模块命令简介
产品介绍
车身科
CATIA V5R14的GSD模块主要包括线框和曲面造型功能，它为用户提供了一系列应用广泛、功能强大、使用方便的工具集，以建立和修改用于复杂外形设计所需的各种曲面。同时，GSD模块方法采用了基于特征的设计方法和全相关技术，在设计过程中能有效地捕捉设计者的设计意图，因此极大地提高了设计者的质量与效率，并为后续设计更改提供了强有力的技术支持。基本概念、基本界面介绍 CATIA V5 R14的GSD模块在缺省设置状态，主要由如下几组图标菜单组成：
Split 切割曲面或线框元素
Face-Face Fillet 面－面倒圆三面相切倒圆

现代设计方法考点精炼(非官方版)

第一章现代设计学1.现代设计特征：(1)以计算机技术为核心：a)无纸化设计；b)三维“产品模型”表示；c)先进设计、分析方法；d)并行设计方式；e)CAD，CAPP，CAM，CAE一体化；f)企业管理水平提高；g)企业之间优势互补和资源共享。

(2)以设计理论为指导：以理论指导为主、经验为辅。

2.现代设计基本原则：功能满足原则、质量保障原则、工艺优良原则、经济合理原则、社会使用原则。

3.设计过程模型的支配因素：时间T、质量Q、成本C、环境E。

4.设计过程模型的分类：按支配因素分类有：顺序过程模型、设计为中心的模型、并行设计模型、动态过程模型。

5.现代设计方法分类：实名称谓法、计算机辅助设计法、分段设计法。

第二章逆工程设计方法1.逆工程设计：通过从各种方式获得的实物模型中抽取数据进行再设计的一种开发模式，包括现有产品的修改、破碎零件的重构和工业检测。

2.为何车身设计中较多使用逆工程设计：在自动化制造领域常涉及大量复杂曲面设计制造与检测，车身设计中也广泛采用从车身油泥模型中取三维数据并作为各车身片制作模具的原始加工依据的逆设计方法。

逆工程设计以三维表面测量和表面重构为核心，大幅提高产品数据建模效率，更准确快捷地用计算机模型反映设计师的设计意图。

3.逆工程设计基本步骤：数据采样、数据分析、数据恢复及修补、原始部件的分解、模型信息处理及CAD模型建立、部件装配、产品功能模拟、再设计。

4.坐标测量机的分类：接触式：机械手、坐标测量机；非接触式：光学测量机、声学测量机、磁学测量机。

5.逆工程曲面建模的两种方法：a)按照NURBS曲面建模要求精心规划测量方案及数据预处理工作，采用通用CAD/CAM系统完成；b)采用专用CAD逆工程CAD软件完成初步建模，再交给CAD/CAM系统完成后续设计与建模工作。

6.逆工程软件有：SDRC系列中的Imageware Surface和Imageware Verdict。

7.点处理过程：读入点阵数据；将分离的点云对齐；去除噪点；规划如何创建曲面；曲面检查与光顺。

CAD考试答案

一、名词解释
几何信息、模具CAD/CAM/CAE集成、CAD、零件程序、数控技术、线框造型、逆向工程、CAE、消隐技术、后置处理程序、续效代码、对刀点、CAM
解答:
1)几何信息是指物体在空间的形状、尺寸及位置的描述,几何信息包括点、线、面、体的信息
2)模具CAD/CAM/CAE集成是指在针对模具行业，在总体设计的指导下，以工程数据库为核心，以网络为支撑，把各种不同功能的软件系统按不同的用途有机结合起来，在统一的执行控制程序组织下，实现各种信息的传递，协调各子系统，有效地运行和保证系统内信息畅通，并达到信息交换和资源共享以及最优的整体效益。
4、处理工程数据一般有哪几种方法？
数据程序化处理、数据文件化处理、数据库处理
5、数控程序中机床坐标系，编程坐标系，加工坐标系？
1)标准的机床坐标系是一个右手笛卡儿直角坐标系。为了确定机床个运动部件的运动方向和移动距离,
2)工件坐标系是用于确定工件上几何要素及走刀路线的编程坐标系，其零点就是工件原点。它的位置是任意的。
(2). 有限元法的基本步骤
1)建立求解域并将之离散化成有限元，即将问题分解成节点和单元。
2)假设代表单元物理行为的形函数，即假设代表单元解的近似连续函数。
3)对单元建立方程。
4)将单元组合成总体的问题，构造总体刚度矩阵。
5)应用边界条件、初值条件和负荷。
6)求解线性或非线性微分方程组，以得到节点的值。
7)逆向工程，在只有产品原型或实物模型，而没有产品图样的条件下进行模具的设计和制造出产品，此时需要通过实物的测量，然后利用测量数据进行实物的CAD几何模型的重新构造，这种过程就是逆向工程。
8)CAE计算机辅助工程，指用计算机对工程和产品的功能、性能与安全可靠性进行计算、优化设计，对未来的工作状态和运行行为进行模拟仿真，及早发现设计缺陷，改进和优化设计方案，证实未来工程/产品的可用性与可靠性。

数字化设计与制造苏春版课后答案

《数字化设计与制造》第一章数字化设计与制造技术引论1、数字化开发技术包含哪些核心技术。

以CAD、CAE、CAPP、CAM 为基础、为核心2.产品数字化开发的主要环节。

3.数字化设计、数字化制造、数字化仿真的内涵。

数字化设计与制造涵盖：数字化设计（DD）CAD ：概念化设计、几何造形、工程图生成及相关文档CAE ：有限元分析（FEM ）、优化设计DS :虚拟装配、运动学仿真、外观效果渲染等等数字化制造（DM）CAPP ：毛坏设计、加工方法选择、工艺路线制定、工序设计、刀夹具设计CAM : NC图形辅助编程（GNC）、加工仿真检验数字化制造资源管理（MPR、ERP）数字化设计与制造数字信息集成管理「0乂、CIMS、PLM）4.产品的数字化开发技术与传统的产品开发技术相比，有哪些区别，有哪些优点？产品的市场竞争：产品的的复杂性不断增加（功能综合）产品的生命周期不断缩短,开发周期短产品的设计风险增加社会环境对产品的影响现代好产品的标志：TQCSE（T时间更短Q质量更好C成本更低S服务质量更好E更环保） 5、与传统的产品设计与制造方法相比，数字化设计与制造方法有哪些优点？提高设计效率，改进设计质量，降低产品的开发成本、缩短开发周期，改善信息管理，提高企业的竞争力第三章数字化设计与制造系统的组成1.数字化设计与数字化制造技术大致经历了哪些发展阶段？有哪些发展趋势准备及酝酿阶段（20世纪50年代）：出现数控机床；为数控机床开发自动编程工具语言APT2D时代（20世纪60年代）：计算机辅助绘图，提高绘图质量和效率；方便图纸管理；平面分析计算CAD/CAM 一体化（20世纪70-80年代）：3D建模统一数字模型；CAE广泛应用；CAD、CAM通过；无图纸生产；数字信息交换接口数字信息集成管理（90年代开始）：产品信息、数据集成管理PDM，智能化，分布式网络化工叫$，PLM数字化设计与制造技术的发展趋势：利用基于网络的CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM 集成技术,以实现全数字化设计与制造CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM 技术与ERP、SCM、CRM结合，形成企业信息化的总体构架通过InternetIntraneS £乂仃@联将企业的各种业务流程集成管理虚拟工厂、虚拟制造、动态企业联盟、敏捷制造、网络制造以及制造全球化 2、数字化设计与制造系统的支撑软件组成。

机械CADCAM第2章 CADCAM几何造型原理

17
（1）尺寸驱动系统尺寸驱动系统不考虑工程约束，只考虑几何约束（尺寸及拓扑）。采用预定义的办法建立图形的几何约束集，指定一组尺寸作为参数与几何约束集相联系，因此改变尺寸值就能改变图形。
18
图2.8 图形的尺寸驱动
19
（2）变量设计系统这类系统考虑了所有的约束，即不仅考虑图形变动而且考虑工程应用的有关约束，从而可表示更广泛的工程设计情况。这种系统更适合于设计人员考虑更高一级的设计特征，做出不同设计方案对这些高级特征影响的分析，更适合作方案设计，因此变量设计是一种约束驱动的系统。
6
（1）边界表示法边界表示法B-rep（Boundary-representations）是以物体边界为基础的定义和描述几何形体的方法。这种方法的基本思想是：一个形体可以通过它的边界（即面的子集）表示，而每一个面又通过边、点的三个坐标来定义。如图2.2所示，边界模型的数据结构是网状关系，其核心信息是平面，而边构成了平面之间的关联。边的走向可标识平面的法线方向，因此某一个平面是内面还是外面很容易区分。20 Nhomakorabea3
图2.1 线框几何模型
4
2.2.2 曲面造型曲面造型又叫表面造型。表面模型是通过在线框模型的基础上添加了各个外表面的几何信息，与线框模型相比，多了一个面表，记录了边、面间的拓扑关系，但仍旧缺乏面、体间的拓扑关系，无法区别面的哪一侧是体内还是体外，依然不是实体模型。
5
2.2.3 实体造型实体造型是以机内存储的立方体、圆柱体、球体、锥体、环状体等多种基本体素为单位元素，通过集合论中的交、并、差运算构造所需要的几何形体。这些形体具有完整的几何信息，是真实而惟一的三维物体。实体几何模型支持绘制真实感强和消去隐藏线的透视图和浓淡图，可以自动生成剖视图；自动计算体积、重量、重心；可以将有关零部件组装在一起，动态显示其运动状态，并检查空间能否发生干涉；支持三维有限元网格自动划分等。

{技术管理套表}技术基础三产品造型线框表面实体和特征统

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13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。20.8.1820.8.1823:41:2423:41:24August 18, 2020
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14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。2020年8月18日星期二下午11时41分24秒23:41:2420.8.18
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15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。。2020年8月下午11时41分20.8.1823:41August 18, 2020
(3)分类：对形成的拓扑元素生成集中的每一拓扑元素，取其上的一个代表点，根据点/体分类的原则，决定该点相对于另一形体的位置关系，同时考虑该点代表的拓扑元素的类型（即其维数），来决定该拓扑元素相对于另一形体的分类关系。
布尔运算过程
(4)取舍：根据拓扑元素的类型及其相对另一形体的分类关系，按照集合运算的运算符要求，要决定拓扑元素是保留还是舍去；保留的拓扑元素形成一个保留集。
(5)合并：对保留集中同类型可合并的拓扑元素进行合并，包括面环的合并和边的合并。
(6)拼接：以拓扑元素的共享边界作为其连接标志，按照从高维到低维的顺序，收集分类后保留的拓扑元素，形成结果形体的边界表示数据结构。
布尔运算过程
布尔运算过程
3.3.3.3 欧拉公式
欧拉公式常用于检验几何造型中所产生形体的合法性及一致性，以保证产生的形体有意义。
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10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。23:41:2423:41:2423:418/18/2020 11:41:24 PM
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11、越是没有本领的就越加自命不凡。20.8.1823:41:2423:41Aug-2018-Aug-20
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12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。23:41:2423:41:2423:41Tuesday, August 18, 2020

TopSolidCAD教程

第二章线框造型和实体造型前言在本章开始之前，请您确认您已经正确地安装并设置了TopSolid。

在本章中，您可以学习到：绘制草图轮廓；绘制基准线及等距线；拉伸实体和实体的一些基本操作；关联复制和阵列操作；设置参数，合并参数以及创建极线；坐标系的创建与修改；参数驱动模型；裁剪实体和布尔操作局部操作。

一．绘制简单的草图轮廓和标注尺寸约束学习目的在这一节中，您讲学到：新建TopSolid设计文档；绘制草图轮廓并自动标注尺寸；修改尺寸值并设置尺寸对称约束；修改轮廓连接形式：尖角、圆角或倒角。

开始练习1．启动Topsolid系统，在打开对话框中单击“新建”按钮，确认当前标签为“设计”，选中“不使用模板”，单击“确定”。

基础篇线框造型和和实体造型22．设计模式选择“关联模式”，单位选择“毫米”。

单击“确定”。

3．从工具栏上访问图标或者从菜单“曲线”中访问“轮廓”命令。

系统提示栏中出现提示，在视图区中，单击鼠标左键，依次绘制直线，单击第一个点或者第一条直线封闭轮廓。

基础篇线框造型和和实体造型3注意：在绘制过程中，系统会自动显示“平行”，“垂直”，“对齐”，“角度”等不同约束的提示。

在绘制完的轮廓中我们也可以看到“平行”，“对齐”等的符号（图中绿色的符号）。

4．在命令提示栏中选择“自动标注尺寸”，Topsolid自动标注所有尺寸。

在工具栏上单击图标或者单击菜单“编辑>>删除”命令删除多余尺寸。

在工具栏上单击图标或者单击菜单“工具>>尺寸标注”命令添加尺寸标注。

在工具栏上单击图标或者单击菜单“参数>>修改”命令修改尺寸值。

完成的结果如下面右图所示。

5．在工具栏上单击图标或者单击菜单“编辑>>修改”命令，系统提示选择要修改的元素，选择值为80的尺寸，在接下来的提示中选择“约束”按钮，选择坐标系的Y轴作为对称轴。

同样的方法，修改值为50的尺寸，选择坐标系X轴作为对称轴。